chapter 1 introduction to optical analysis

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1、第一章光分析法导论一、光分析及其特点Opticalanalysisanditscharacteristics二、电磁辐射的基本性质Propertiesofelectromagneticradiation三、光分析法的分类Classificationofopticalanalysis第一节光分析基础Chapter1.Anintroductiontoopticalanalysis§2-1.Fundamentalofopticalanalysis2021/6/13一、光分析法及其特点Opticalan

2、alysisanditscharacteristics光分析法：基于物质发射、吸收电磁辐射以及待测物质与电磁辐射的相互作用所建立起来的分析方法；电磁辐射范围：γ射线～无线电波所有范围；相互作用方式：吸收、反射、折射、散射、干涉、衍射等；2021/6/13二、电磁辐射的基本性质BasicpropertiesofelectromagneticradiationThewave-particledualityoflight:WavepropertiesRefractionDiffractionRefle

3、ctionScatteringVfrequency,Cvelocityoflight,wavelength,σwavenumber__(1.1)2021/6/13WherehisPlanck’sconstant,h=6.6256×10-34J.s2.Particularproper(theEnergyofaphoton)(1.2)2021/6/13Characteristicsofradiation：(1)absorption物质选择性吸收特定频率的辐射能，并从低能级跃迁到高能级；(2)emi

4、ssion将吸收的能量以光的形式释放出；(3)scatter丁铎尔散射和分子散射；(4)refraction折射是光在两种介质中的传播速度不同；(5)reflection(6)interference干涉现象；(7)diffraction光绕过物体而弯曲地向他后面传播的现象；(8)polarization只在一个固定方向有振动的光称为平面偏振光。2021/6/132021/6/132021/6/13三、光分析分类Classificationofopticalanalysis根据物质同辐射能作用的

5、性质不同，光学分析法基本上可以分为spectroscopicmethodnonspectroscopicmethod光谱法:基于物质与辐射能作用时，分子发生能级跃迁而产生的发射或吸收光谱的波长或强度进行分析的方法。AES、AAS、UV-Vis、IRetc.非光谱法：不涉及能级跃迁，物质与辐射作用时，仅改变传播方向等物理性质；偏振法、干涉法、旋光法等；2021/6/13一、原子光谱Atomspectrum二、分子光谱Molecularspectrum第二节原子光谱与分子光谱§1-2.Atomsp

6、ectrumandmolecularspectrum2021/6/13一、原子光谱Atomicspectrum原子质点对电磁辐射的吸收、发射或发荧光。基于原子外层电子跃迁：原子吸收光谱（AAS）、原子发射光谱（AES）、原子荧光光谱（AFS）基于原子内层电子跃迁：X射线荧光光谱（XFS）基于原子核与γ射线的作用：MÖssbauer谱2021/6/13原子光谱为线状光谱，line分子光谱为带状光谱；bandAtomicspectraMolecularspectraWhy?二、分子光谱（带状光谱）M

7、olecularspectrum2021/6/131.分子中的能量E=Ee+Ev+Er+En+Et+EiEe：electronicenergyEv：vibrationalenergyEr:rotationalenergyEi:内旋转能En:核能Et:平移能在一般化学反应中，En不变；Et、Ei较小；2021/6/13在一般化学反应中，En不变；Et、Ei较小；E=Ee+Ev+Er分子产生跃迁所吸收能量的辐射频率：ν=ΔEe/h+ΔEv/h+ΔEr/h1-20ev0.05-1ev～0.05ev根据

8、所需能量的不同将分子光谱分为：电子光谱—紫外、可见光谱振动光谱—红外光谱转动光谱—微波和远红外光谱2021/6/133.跃迁类型与分子光谱分子光谱复杂，电子跃迁时伴有振动和转动能级跃迁；分子的紫外-可见吸收光谱是由电子跃迁引起的，故又称电子光谱，谱带比较宽；分子的红外吸收光谱是由于分子中基团的振动和转动能级跃迁引起的，故也称振转光谱；分子的荧光光谱是在紫外或可见光照射下，电子跃迁至单重激发态，并以无辐射弛豫方式回到第一单重激发态的最低振动能级，再跃回基态或基态中的其他振动能级所发出的光谱；分子的